[發明專利]確定相對位置的系統和方法

無效

• 申請號: 201280057456.0
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN103946674A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: M·蘇博特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01D5/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本公開一般涉及用于確定可移動構件相對于參考構件的位置的系統和方法，并且更特別地涉及用于確定在兩個不同方向上的可移動構件位置的系統和方法。

背景技術

許多系統測量可移動構件相對于參考構件的位移，以確定被連接到可移動構件的元件的地點。例如，知道軸在液壓缸內延伸的距離可足以確定被連接到液壓缸的工具地點。在一些系統中，元件地點可通過讀取或感測在可移動構件上放置的標記的地點的監測傳感器來確定。

美國專利申請公開No.2010/0039103A1公開了用于確定可移動構件關于固定構件的位置的系統。可移動構件包括第一和第二磁體以及次級磁體。在固定構件上的傳感器組件檢測第一和次級磁體，并且因此確定可移動構件相對于固定構件的軸向位置。

在可移動構件可在多于一個的方向上移動的系統中，在單個方向上的位移測量可足以準確確定所附元件的地點。此外，當元件被驅動或連接到多于一個的可移動構件時，確定元件的地點可能特別復雜。在這種情況下，可能需要確定在多于一個方向上的每個可移動構件的移動，以確定所附元件的地點。

前述背景討論僅旨在幫助讀者。其并非旨在限制在此描述的創新或限制或擴展所討論的現有技術。因此前面的討論不應當被視為指示現有系統的任何特定元件不適合與在此描述的創新一起使用，其也不旨在指示任何元件在實施在此描述的創新中是必不可少的，包括解決動機問題。實施方式和在此描述的創新應用由所附權利要求限定。

發明內容

在一方面，提供了用于確定可移動構件相對于參考構件的位移的系統。可移動構件被配置用于沿著在第一方向和在第二方向上的位置范圍而相對于參考構件的移動。一組傳感器相對于參考構件和可移動構件中的一個構件固定。提供了在參考構件和可移動構件中的另一個構件上的編碼字的陣列。編碼字限定沿著第一方向的可移動構件的位置，并且相對于該組傳感器的編碼字的位置限定沿著第二方向的可移動構件的位置。每個編碼字包括多個標記，并且每個標記是配置為至少兩個狀態中一個狀態的多級邏輯單元。

在另一方面，提供了用于確定可移動構件相對于參考構件的位移的方法。可移動構件被配置用于沿著在第一方向和在第二方向上的位置范圍而相對于參考構件的移動。一組傳感器與在可移動構件上的編碼字陣列一起被提供。編碼字限定沿著第一方向的可移動構件的位置，并且包括多個標記。每個標記是配置為至少兩個狀態中一個狀態的多級邏輯單元。在相對于參考構件移動可移動構件時，感測與一些傳感器對齊的編碼字標記。基于感測的標記，確定沿著第一方向的可移動構件的位移。基于感測的標記位置，確定沿著第二方向的可移動構件的位移。

附圖說明

圖1是與用于確定如在此公開的兩個方向上的位移的系統一起的缸組件的圖解視圖；

圖2是一般沿著圖1的線2-2所取的截面；

圖3是可結合在此公開的系統中的自動平地機的側視圖；

圖4是示出表示用于在確定在第一和第二方向上的位移中使用的編碼字和一對邊界序列的標記陣列的表；

圖5是與圖4類似但是采用移動一列到左側的編碼字的替代表；

圖6是與圖4類似但是采用用于確定在編碼字內定位的角位置的列的表的替代；

圖7是與圖4類似但是采用在指定中央編碼字邊界的標記相對側上重復的編碼字的表的替代；

圖8是與圖4類似但是采用刪除編碼字的重復行的表的替代；

圖9是采用如二進制計數序列和均勻邊界所示出的編碼字的表的替代；

圖10是與圖9類似但是采用某些刪除的編碼字和修改的邊界的表的替代；以及

圖11是與圖10類似但是采用以格雷碼(Gray?code)序列取代的二進制計數序列的表的替代。

具體實施方式

圖1示出用于確定可移動構件在相對于參考構件的一個或多個方向上的位移的系統20。在一個實施例中，系統20可包括具有伸長軸22的液壓缸21，該伸長軸22被配置用于相對于一般沿著伸長軸的大致線性行進路徑23的液壓缸21的移動。伸長軸22可同樣旋轉到液壓缸21內的某個范圍。系統20被配置為確定在第一方向(諸如沿著伸長軸22的大致線性行進路徑23)上以及在第二方向(諸如沿著一般圍繞伸長軸22的旋轉軸25的弧形路徑24)上的位移量(圖2)。